Батарей
Фирмы и компании, выпускающие микросхемы контроллеров зарядных устройств, контроля емкости и другие, производят как микросхемы, используемые в электронных платах «разумных» или смарт-батарей, так и готовые модули. Такие модули поставляются производителям аккумуляторных батарей. Чтобы издержки производства были минимальны, обычно их делают универсальными, пригодными для установки в никель-кадмиевые, никель-металлгидридные и литий-ионные батареи.
В качестве примера рассмотрим конструкцию модуля смарт-батареи bq2145 производства фирмы Unitrode. Но для начала вспомним о его назначении. Модуль смарт-батареи постоянно следит за ее состоянием, точно определяя ее тип, емкость и состояние. При установке ее в зарядное устройство эти данные передаются на его контроллер, который выставит оптимальный режим заряда, произведет его и отключит батарею по его окончании.
На рис. 8.10 изображена схема подключения модуля bq2145.
Основой модуля является микросхема контроля емкости bq2945. Помимо нее схема имеет микросхему EEPROM памяти (электрически стираемое постоянное запоминающее устройство), пять светодиодов для индикации емкости батареи вне заряд-
Элементы |
В- |
В+ |
bq2145 |
Р- |
РАСК+ |
РАСК- |
Нагрузка |
Зарядное устройство |
Рис. 8.10. Схема подключения модуля bq2145 |
Корпус батареи
158
Схемотехника зарядных устройств
Схемотехника зарядных устройств
159
ного устройства. Модуль может быть установлен внутри никель-кадмиевых, никель-металлгидридных или литий-ионных аккумуляторных батарей длиной 63 мм (2,5 дюйма) и толщиной 18 мм (0,7 дюйма). Связь с хост-устройством, например, зарядным устройством, осуществляется по протоколу SMBus. Основными выводами модуля являются:
В+ — плюсовой вывод батареи, плюсовой корпусной вывод;
Р---- - минусовый корпусной вывод;
С — вывод сигналов синхронизации шины SMBus (SMBC);
D — вывод сигналов данных шины SMBus (SMBD);
В---- — минусовый вывод батареи.
Примечание: допуск резисторов R4, R5, R11 составляет ±1% Рис. 8.11. Принципиальная схема модуля смарт-батареи bq2145 |
Кроме этих выводов имеются два контрольных вывода — СР1 и СР2. На рис. 8.11 приведена принципиальная схема электронного модуля смарт-батареи bq2145. Тип батареи и количество в ней элементов задаются сопротивлениями резисторов R5, R11, R4(табл. 8.6).
Таблица 8.6
Тип батареи | Кол-во элементов | Сопротивление резисторов, Ом | ||
R5 | R11 | R14 | ||
Литий-ионная | 2 | 301 к | 86,5к | 100к |
3 | 499к | 909к | 100к | |
4 | 698к | 909к | 100к | |
Никель-металлгидридная | 6 | 499к | 162к | 100к |
8 | 698к | 402к | 100к | |
9 | 806к | 604к | 100к | |
10 | 909к | 909к | 100к | |
12 | 909к | 1М | 86,5к |
Модуль позволяет проверить состояние батареи вне зарядного устройства. Если нажать на кнопку SW1 «DISPLAY», будут светиться несколько, в зависимости от емкости батареи в текущий момент времени, светодиодов, которые отображают ее емкость с шагом 20 %.
Для работы с модулем поставляется специальная плата интерфейса EV2200-45 для его подключения к последовательному порту любого АТ-совместимого компьютера. Поставляется и программное обеспечение, обеспечивающее контроль процесса заряда и разряда батареи, а также ее емкости на дисплее ПК.